【物理】四川省广安市武胜烈面中学2019-2020学年高二下学期开学考试试题（解析版）

【物理】四川省广安市武胜烈面中学2019-2020学年高二下学期开学考试试题（解析版）

烈面中学高二下入学考试 物理试题 一．选择题 ‎1.下列说法正确的是（　　）‎ A. 是α衰变 B. α粒子散射实验中，极少数α粒子发生了较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据 C. 核反应方程：中的x为质子 D. 氡的半衰期为3.8天，若有4个氡原子核，经过3.8天后就一定只剩下2个氡原子核 ‎【答案】B ‎【解析】A．轻核聚变，A错误；‎ B．α粒子散射实验中，极少数α粒子发生了较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据，B正确；‎ C．根据质子数守恒可知x的质子数为，根据质量数守恒可知x的质量数为，所以x为中子，C错误；‎ D．半衰期是大量原子核衰变时间的统计规律，研究个别原子核无意义，D错误。故选B。‎ ‎2.如图所示，在电路两端加上正弦交变电流，保持电压有效值不变，使频率增大，发现各灯的亮暗情况是灯1变亮，灯2变暗，灯3不变，则M、N、L中所接元件可能是(　　)‎ A. M为电阻，N为电容器，L为电感线圈 B. M为电感线圈，N为电容器，L为电阻 C. M为电容器，N为电感线圈，L为电阻 D. M为电阻，N为电感线圈，L为电容器 ‎【答案】C ‎【解析】交流电频率减小，灯1变亮，阻抗变小，说明M是电感线圈；灯2变暗，阻抗变大，说明N为电容器．灯3亮度不变，说明L为电阻，故C正确，ABD错误．故选C。‎ ‎3.已知某电阻元件在正常工作时，通过它的电流按如图所示的规律变化．今与这个电阻元件串联一个多用电表(已调至交变电流电流挡)，则多用电表的读数为( )‎ ‎ ‎ A. 5 A B. 4 A C. 4A D. 5A ‎【答案】A ‎【解析】交流电流测量有效值，设该电流的有效值为I，根据交变电流有效值的定义取一个周期T.有：，解得，所以多用电表的读数为5A，故A正确，B、C、D错误；故选A．‎ ‎4.如图为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是3.34eV，那么对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的规律认识错误的是（　 ）‎ A. 用能量为14.0eV的光子照射，可使处于基态的氢原子电离 B. 一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁所辐射的光中，有3种不同频率的光能使锌发生光电效应 C. 一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为8.75eV D. 用能量为10.21eV 的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态 ‎【答案】D ‎【解析】A．用能量为14.0eV的光子照射，氢原子可以从基态跃迁到无穷远，多余的能量转化为电离后的动能，故A正确．‎ B．一群处于n=4能级 氢原子向基态跃迁时，辐射光子种类数目为6种，其中有3种光子能量大于3.34eV，故B正确．‎ C．氢原子跃迁辐射光子能使锌板发生光电效应，一部分克服逸出功，多余部分以动能形式随光电子逸出．一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时辐射光子最大能量为12.09eV，克服逸出功后剩余的最大动能为8.75eV，故C正确．‎ D．当氢原子吸收的光子能量刚好等于能级差时，氢原子会跃迁到对应的高能级上去．由于没有任何一个高能级与基态的能级差等于10.21eV，而且又不足以跃迁到无穷远发生电离，所以用能量为10.21eV的光子照射，不能使处于基态的氢原子跃迁，故D错误．‎ ‎5.如图所示，线圈在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动，该线圈中产生的正弦交变的电动势瞬时值为e=80sin10πt（V），若线圈自身电阻r=2Ω，负载电阻R=6Ω，则下列说法正确的是（　　）‎ A. 电流有效值为10 A B. 电流的有效值为5A C. 在0.1s内R产生的热量为120J D. 在0.1s内R产生的热量为15J ‎【答案】B ‎【解析】AB．回路中电压的有效值为 根据闭合电路欧姆定律 A错误，B正确；‎ CD．根据焦耳定律 CD错误。故选B。‎ ‎6.现用某一光电管进行光电效应实验，当用某一频率的光照射时，有光电流产生．关于光电效应及波粒二象性，下列说法正确的是 A. 保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，光电流变大 B. 光的波长越长，其粒子性越显著；频率越高，其波动性越显著 C. 入射光的频率变高，光强不变，光电子的最大初动能不变 D. 保持入射光的光强不变，不断减小入射光的频率，始终有光电流产生 ‎【答案】A ‎【解析】A. 保持入射光的频率不变，入射光的光强变大，饱和光电流变大，因为饱和光电流与入射光的强度成正比，A正确．‎ B. 光的波长越长，越容易发生干涉、衍射等现象，其波动性越显著，频率越高，能量越高，其粒子性越显著；B错误．‎ C. 根据光电效应的规律，光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，所以入射光的频率变高，光电子的最大初动能变大，C错误．‎ D. 如果入射光的频率小于极限频率将不会发生光电效应，不会有光电流产生，D错误．‎ ‎7.如图所示，理想变压器的三只线圈匝数之比n1∶n2∶n3=10：5：1，图中灯泡L的规格为“50 V，25 W”，电阻R的阻值是10 Ω，若灯泡L正常发光，据此可知（　　）‎ A. 变压器线圈a，b两端输入的交流电压为10 V B. 电流表读数为5 A C. 1 min内电阻R产生的热量为 6.0×104 J D. 变压器输入电流为0.35 A ‎【答案】D ‎【解析】A．根据理想变压器的电压规律 灯泡正常发光，已知，则 A错误；‎ B．根据理想变压器的电压规律 则 根据欧姆定律 B错误 C．根据焦耳定律 C错误；‎ D．对于理想变压器，输入功率等于输出功率 解得变压器输入电流为 D正确。故选D。‎ ‎8.如图所示．L1和L2‎ 是输电线，甲、乙是两个互感器，通过观测接在甲、乙中的电表读数，可以间接得到输电线两端电压和通过输电线的电流．若已知图中n1:n2=100:1，n3:n4=1:10，V表示数为220V，A表示数为l0A，则下列判断正确的是（ ）‎ A. 甲是电压互感器，输电线两端电压是2.2×103V B. 乙是电压互感器，输电线两端电压是2.2×103V C. 甲是电压互感器，通过输电线的功率2.2×106W D. 乙是电压互感器，通过输电线的功率2.2×106W ‎【答案】C ‎【解析】甲图的原线圈两端接电源两端的电压，所以是电压互感器，已知n1：n2=100：1，电压表示数为220V，故传输电压为：U=220V×100=2.2×104V；故AB错误；乙图中的原线圈串联接入输电线的一根导线，所以的电流互感器，已知n3：n4=1：10，电流表示数为10A，故传输电流为：I=10A×10=100A；通过输电线的功率P=UI=2.2×104×100W=2.2×106W，故C正确，D错误.故选C．‎ ‎9.下列说法正确的是（　　）‎ A. 的半衰期会随着周围环境温度的变化而改变 B. 爱因斯坦为解释光的干涉现象提出了光子说 C. 处于n＝3能级状态的大量氢原子自发跃迁时，能发出3种频率的光子 D. 普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说 ‎【答案】CD ‎【解析】A．半衰期是原子核本身具有的属性，和原子核所处环境无关，A错误；‎ B．爱因斯坦为解释光电效应提出了光子说，B错误；‎ C．处于能级状态的大量氢原子自发跃迁时，能发出种频率的光子，C正确；‎ D．普朗克在研究黑体辐射问题时提出了能量子假说，D正确。故选CD。‎ ‎10.根据玻尔理论，下列说法正确的是（　　）‎ A 原子处于定态时，虽然电子做变速运动，但并不向外辐射能量 B. 氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，电势能的减少量大于动能的增加量 C. 氢原子可以吸收小于使氢原子电离能量的任意能量的光子，因而轨道半径可以连续增大 D. 电子没有确定轨道，只存在电子云 ‎【答案】AB ‎【解析】A．原子处于定态时，能量稳定，虽然电子做变速运动，但并不向外辐射能量，A正确；‎ B．氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，静电力做正功，电势能减小，动能增大，由于要释放一定频率的光子，总能量减小，所以电势能的减少量大于动能的增加量，B正确；‎ C．根据玻尔的理论，电子只能在特定的轨道上运行，电子的轨道是分立不连续的，氢原子需要吸收大于等于该能级电离能的能量才能使氢原子电离，由低能级向高能级跃迁需要吸收恰好能级差的光子能量才能实现跃迁，CD错误。故选AB ‎11.如图所示，a、b间接入正弦交流电，变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器，所有电表均为理想电表，电流表A2为值班室的显示器，显示通过R1的电流，电压表V2显示加在报警器上的电压（报警器未画出），R3为一定值电阻．当传感器R2所在处出现火情时，以下说法中正确的是 A. A1的示数增大，A2的示数增大 B. A1的示数增大，A2的示数减小 C. V1的示数减小，V2的示数减小 D. V1的示数不变，V2的示数减小 ‎【答案】BD ‎【解析】当传感器R2所在处出现火情时，R2的电阻减小，导致电路的总的电阻减小，所以电路中的总电流将会增加，A1测量的是原线圈中的总的电流，由于副线圈的电流增大了，所以原线圈的电流A1示数也要增加；由于电源的电压不变，原副线圈的电压也不变，所以V1的示数不变，由于副线圈中电流增大，R3的电压变压变大，所以V2的示数要减小，即R1的电压也要减小，所以A2的示数要减小，故BD正确，AC错误。‎ ‎12.图中电感线圈L的直流电阻为RL，小灯泡的电阻为R，且RL小于R，小量程电流表G1‎ ‎、G2的内阻不计．当开关S闭合且稳定后，小灯泡正常发光，电流表G1、G2的指针均偏向右侧（电流表的零刻度在表盘的中央），则当开关S断开时，下列说法中正确的是（ ）‎ A. G1、G2的指针都立即回到零点 B. G1缓慢回到零点，G2立即左偏，然后缓慢回到零点 C. G1缓慢回到零点，G2立即回到零点 D. 小灯泡闪亮一下后，再逐渐熄灭 ‎【答案】BD ‎【解析】S闭合且稳定时，通过含电流表G1、G2的两条支路的电流均由左向右，断开S，L中产生自感电动势，由“增反减同”可知，自感电动势E自的方向一定与原电流方向相同，显然，断开S后，在E自的作用下，上图回路中将继续形成沿顺时针方向的电流，这时流经含有电流表G2支路的电流方向已变为由右向左了．由于这段时间E自是逐渐减小的，故电流也是逐渐减小的；对灯泡来说因RL小于R，故稳定时通过L的电流大于通过电灯的电流，故当电键断开时，由于通过灯泡的电流大于原来灯泡的电流，故电灯也会闪亮一下逐渐熄灭，故BD正确，AC错误．‎ 二、填空题 ‎13.如图所示，某一正弦交流电随时间变化图线，它的电压的最大值Em=_____V，电压的有效值E=_____V，交流电的周期T=_____s，交流电流的瞬时值表达式e=______________V。‎ ‎【答案】 (1). 5 (2). (3). 0.04 (4). 5‎ ‎【解析】[1]根据图像可知电压的最大值为。‎ ‎[2]电压的有效值 ‎[3]根据图像可知周期。‎ ‎[4]角速度为 表达式为 ‎14.如图所示，一边长为l的正方形线圈abcd绕对称轴OO'在匀强磁场中转动，转速为n=120转/分，若已知边长l=20 cm，匝数N=20，磁感应强度B=0.2 T，线圈电阻为r=2Ω，引出线的两端分别与相互绝缘的两个半圆形铜环M和N相连。M和N又通过固定的电刷P和Q与电阻R=8Ω相连。在线圈转动过程中，则从图示位置开始计时的电动势的最大值Em=___________；从图所示位置转过90°过程中的平均电流=___________；电阻R的热功率P=___________。（保留2位有效数字）‎ ‎【答案】 (1). 2.0V (2). 0.13A (3). 0.16W ‎【解析】[1]转动的角速度 电动势的最大值为 ‎[2]从图所示位置转过90°过程中的平均电动势 所以平均电流 ‎[3]电流的有效值为 电阻的热功率 ‎15.小型水利发电站的发电机输出功率为24.5 kW，输出电压为350 V，输电线总电阻为4 Ω，为了使输电线损耗功率为发电机输出功率的5%，需在发电机处设升压变压器，用户所需电压为220 V，所以在用户处需安装降压变压器。输电电路图如图所示，则电流I1=___________；升压变压器的原、副线圈的匝数之比n1：n2‎ ‎=___________；降压变压器的原、副线圈的匝数之比n3：n4= _________。‎ ‎【答案】 (1). 70A (2). 1：4 (3). 133：22‎ ‎【解析】[1]电流 ‎[2]输电线上损耗的功率 则输电线上的电流 根据理想变压器的电流规律 解得升压变压器的原、副线圈的匝数之比 ‎[3]对于降压变压器 则降压变压器的原、副线圈的匝数之比 三．计算题 ‎16.如图所示匀强磁场B=0.1 T，矩形线圈的匝数N=100，边长=0.2 m，=0.5 m，以角速度ω=100rad/s绕OO′轴匀速转动。当线圈平面通过中性面时开始计时，试求：‎ ‎(1)线圈中瞬时感应电动势的大小；‎ ‎(2)由t=0至t=过程中的平均感应电动势的值；‎ ‎(3)若从线圈平面平行磁感线时开始计时，求线圈在t=时刻的电动势大小。‎ ‎【答案】(1)（V）；(2)200V；(3)50V ‎【解析】(1)感应电动势的瞬时值为 ‎(2)至过程中磁通量的变化量 转动的时间 根据法拉第电磁感应定律 ‎(3)线圈从线圈平面平行磁感线时开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为 ‎（V）‎ 交变电流的周期 代入数据时，解得 ‎17.一群氢原子处于量子数n＝4的能级状态，氢原子的能级图如图所示，则：‎ ‎(1)氢原子可能发射几种频率的光子？‎ ‎(2)氢原子由量子数n＝4的能级跃迁到n＝2的能级时辐射光子的能量是多少电子伏？‎ ‎(3)用(2)中的光子照射下表中几种金属，哪些金属能发生光电效应？发生光电效应时，发射光电子的最大初动能是多少电子伏？‎ 金属 铯 钙 镁 钛 逸出功W/eV ‎1.9‎ ‎2.7‎ ‎3.7‎ ‎4.1‎ ‎【答案】(1)6；(2)2.55 eV；(3)铯金属，0.65 eV ‎【解析】(1)可能发射种频率的光子。‎ ‎(2)由玻尔的跃迁规律可得光子的能量为 ‎(3)只大于铯的逸出功，故光子只有照射铯金属上时才能发生光电效应。根据爱因斯坦的光电效应方程可得光电子的最大初动能为 ‎18.如图所示，某小型水电站发电机的输出功率为10 kW，输电电压为400 V，向距离较远的用户供电，为了减少电能损失，使用2 kV高压输电，最后用户得到220 V、9.5 kW的电，求：‎ ‎（1）水电站升压变压器原、副线圈匝数比；‎ ‎（2）输电线路导线电阻R；‎ ‎（3）用户降压变压器、原副线圈匝数比．‎ ‎【答案】（1） （2） （3） ‎ ‎【解析】（1）升压变压器、副线圈匝数比为：‎ ‎（2）导线电阻R与输送电流和输电线上损失的电功率有关，有，‎ 而输送电流又决定输电电压及输送功率，有 所以 ‎（3）设降压变压器原线圈上电压为，‎ 所以降压变压器原、副线圈匝数比为